Исследование и разработка технологического процесса получения непрерывнолитых деформированных заготовок

• Автор: Стулов, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 313 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ НОВОГО НАПРАВЛЕНИЯ В ПРОЕКТИРОВАНИИ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА
Способы получения непрерывнолитых заготовок
Устройства для непрерывной разливки металлов
Применение внешних воздействий на кристаллизирующийся металл
Физическое и математическое моделирование процессов гидродинамики
расплава и затвердевания заготовки
Результаты исследований кристаллизации заготовок и работы кристаллизаторов
Постановка задачи исследования. Обоснование нового направления в
проектировании установок непрерывной разливки металлов
Перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов
ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ ЛИТЕЙНОКОВОЧНОГО МОДУЛЯ (ЖМ), УСТРОЙСТВ ЛКМ И СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК
1.1. Описание работы установки ЛКМ и кристаллизатора
1.2. Разработка способов и устройств установки ЛКМ
1.3. Основные расчетные формулы, используемые при исследовании тепловых режимов кристаллизатора
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА НА ЛКМ
2.1. Инженерная постановка задачи
2.2. Определение толщины корочки в кристаллизаторе переменного сечения. Механизм формирования заготовки
2.3. Математическая модель процесса деформации металла
2.4. Анализ результатов исследования деформации металла в кристаллизаторе
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗОГРЕВА КРИСТАЛЛИЗАТОРА ЛКМ, ГИДРОДИНАМИКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА И ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
3.1. Исследование разогрева кристаллизатора ЛКМ
3.2. Физическое моделирование процессов гидродинамики жидкого металла в кристаллизаторе
3.2.1. Описание экспериментальной установки и условия проведения экспериментов по исследованию гидродинамики жидкости
3.2.2. Результаты моделирования гидродинамики жидких металлов в кристаллизаторах ЛКМ
3.3. Физическое моделирование процесса получения непрерывнолитых стальных заготовок
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТИЧНОГО МЕТАЛЛА
4.1. Исследование влияния колебаний уровня расплава на получение непрерывнолитых свинцовых заготовок
4.2. Исследование получения профильных свинцовых заготовок
4.3. Исследование получения полых свинцовых заготовок
4.4. Исследование получения армированных свинцовых заготовок
4.5. Металлографические исследования непрерывнолитых деформированных свинцовых заготовок
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
5.1. Исследование получения плоских заготовок из сплавов свинца с
оловом
5.2. Исследование получения плоских оловянных заготовок
5.3. Исследование получения профильных заготовок из промышленных свинцово-сурьмяных сплавов
5.4. Металлографические исследования непрерывнолитых деформированных заготовок из свинцовых сплавов
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЗАГОТОВОК
6.1. Исследование тепловой работы кристаллизатора при различном положении точки срастания фронтов кристаллизации
6.2. Исследование разливки алюминия в кристаллизатор с различной конструкцией наклонных стенок
6.3. Влияние условий разливки алюминия на макро- и микроструктуру непрерывнолитых деформированных алюминиевых заготовок
6.4. Металлографические исследования непрерывнолитой деформированной заготовки из сплава алюминия со свинцом
ГЛАВА 7. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК
7.1. Получение непрерывнолитых деформированных заготовок из свинцово-сурьмяных сплавов
7.2. Исследование разогрева кристаллизатора
7.3. Исследование разливки алюминиевых сплавов в кристаллизатор при различном положении точки срастания фронтов кристаллизации
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

сравнительные. Распределение неметаллических включений по сечению опытной заготовки становится более равномерным. По мнению автора работы [43] изменение количества и размера неметаллических включений в стали связано с тем, что скорость затвердевания заготовки при воздействии на неё электрического поля существенно увеличивается. Повышение скорости кристаллизации металла при неизменной интенсивности теплоотвода Шкляр B.C. объясняет тем, что в электрическом поле снижается натяжение на границе твердое тело - расплав. Это приводит к уменьшению критического размера зародыша и энергии его образования. В заключении автор работы [43] справедливо отмечает, что измельчение зерна требует затраты большего количества энергии на образование поверхности зерен. Повышение скорости кристаллизации металла, по мнению автора, приводит к более мелким и равномерно распределенным неметаллическим включениям.
В работе [44] рассматривается воздействие на металл пульсирующими импульсами параллельно корочке слитка. На расстоянии 1,5 м от зеркала расплава отмечается увеличение доли равноосных кристаллов в заготовке. Осатани К. [45] исследуется влияние статического магнитного поля на торможение потоков у узких стенок кристаллизатора. Отмечается уменьшение хаотичности движения потоков в области мениска. Скорость жидкой стали вдоль центра широких стенок составляет ОД м/с на расстоянии 1,2 м от уровня металла в кристаллизаторе. Для перемещения жидкого металла в кристаллизаторе Нове М. [46] предлагает использовать индукционное устройство, кольцом охватывающее сляб. Турне Л.Р. [47] отмечает, что применение электромагнитного поля для управления формированием слитка позволяет избежать контакта образующейся корочки со стенкой кристаллизатора. В результате этого устраняются дефекты в металле, обусловленные силами трения на поверхности кристаллизатора. Для получения удовлетворительных результатов перемешивания необходимо достичь скорости потока расплава у фронта кристаллизации 0,5-1,0 м/с [48]. В работе [49] предлагается способ ЭМП, обеспечивающий циркуляцию потоков металла в горизонтальной плоскости. Интенсификация движения металла в верхней